Bərk cisimlər fizikası

Bərk cisimlər fizikası — fizika elminin bir sahəsi olub, vəzifəsi bərk cisimlərin fiziki xassələrini atom quruluşu baxımından təsvir etməkdir. Kvant mexanikasının kəşfindən sonra, XX əsrdə intensiv surətdə inkişaf etmişdir. Onun inkişafına geniş spektrli mühüm tətbiqi problemlər, xüsusən də yarımkeçirici texnologiyanın inkişafı təkan vermişdir.

Hazırda bərk cisim fizikası çoxlu sayda kiçik sahələrə bölünmüşdür.

 Tarixi 
Bir çox mineralların və qiymətli daşların kristalları bir neçə min il əvvəl məlum və təsvir edilmişdir. Kristalların ən erkən təsvirlərindən biri eramızın 11-ci əsrinə aid Çin farmakopeyasında yer alır. İmperator tacından olan kvars kristalları eramızın 768-ci ildən qorunub saxlanılır, Naradakı Yapon imperatorlarının xəzinəsi olan Şosoyindədir. Kristal əvvəlcə yalnız buz üçün, sonra isə daşlaşmış buz hesab edilən kvars üçün istifadə edilmişdir. Orta əsrlərin sonlarında "kristal" sözü daha ümumi mənada istifadə olunmağa başladı.

Təbii və ya laboratoriya şəraitində əmələ gələn kristalların həndəsi cəhətdən düzgün xarici forması hələ 17-ci əsrdə alimləri kristalların eyni struktur elementinin fəzada müntəzəm təkrarlanması nəticəsində əmələ gəldiyi fikrinə vadar etmişdir. Kristal ideal şəraitdə böyüdükdə onun forması böyüməsi boyu dəyişməz qalır, sanki böyüyən kristala davamlı olaraq elementar tikinti blokları əlavə olunurdu. İndi məlumdur ki, belə elementar tikinti blokları atomlar və ya atom qruplarıdır. Kristallar məkanda vaxtaşırı olaraq təkrarlanan və kristal qəfəs əmələ gətirən atom sıralarından ibarətdir. 18-ci əsrdə mineraloqlar mühüm bir kəşf etdilər: kristalın hər hansı bir üzünün məkanında mövqeyini təyin edən indekslərin tam ədədlər olduğu ortaya çıxdı. Rene Hayui göstərdi ki, bunu fəzada vaxtaşırı təkrarlanan eyni hissəciklərin cərgələrdə düzülməsi ilə izah etmək olar. 1824-cü ildə Frayburqdan olan Siber, kristalların elementar komponentlərinin ("tikinti blokları", atomlar) kiçik kürələr olduğunu irəli sürdü. O, atomlar arasında həm cəzbetmə, həm də itələyici qüvvələri nəzərə alan atomlararası qüvvənin empirik qanununu təklif etdi ki, bu da kristal qəfəsin eyni atomlar sisteminin sabit tarazlıq vəziyyəti olması üçün zəruri idi.

8 iyun 1912-ci ildə Münhendəki Bavariya Elmlər Akademiyasında "Rentgen şüalarının müdaxiləsi" adlı məruzə dinlənildi. Mühazirənin birinci hissəsində Laue rentgen şüalarının dövri atom cərgəsi ilə difraksiyasının elementar nəzəriyyəsini təqdim etdi. Mühazirənin ikinci hissəsində Fridrix və Knipinq kristallarda rentgen şüalarının difraksiyasına dair ilk eksperimental müşahidələr haqqında məlumat verdilər. Bu onu göstərdi ki, rentgen şüaları dalğadır, çünki onlar diffraksiya qabiliyyətinə malikdirlər. Əsər kristalların atomların dövri cərgələrindən ibarət olduğunu da təkzibedilməz şəkildə sübut etdi. Həmin vaxtdan etibarən bu gün bildiyimiz bərk cisim fizikası başladı. 1912-ci ildən sonrakı illərdə bərk cisimlər fizikasında çox mühüm işlər görüldü. 1913-cü ildə V. L.Breqq tərəfindən rentgen difraksiya analizindən istifadə edərək müəyyən edilən ilk kristal quruluşlar KCl, NaCl, KBr və KI oldu.

Rentgen şüalarının difraksiyasının kəşfindən və kristal maddələrin xassələrinin hesablamaları və proqnozları ilə sadə və çox uğurlu bir sıra məqalələrin nəşrindən sonra kristalların atom quruluşunun fundamental tədqiqinə başlanıldı.

1930-cu illərdə V.Heyzenberq, Pauli və M.Bornun əsərləri bərk cisimlərdə maraqlı fiziki təsirləri izah etməyə və proqnozlaşdırmağa imkan verən bərk cisimlərin kvant-mexaniki nəzəriyyəsinin əsaslarını qoydu. Bərk cisimlər fizikasının inkişafı yeni ultra təmiz materiallar üçün yaranan bərk cisim elektronikasının ehtiyacları ilə sürətləndirildi. Burada ən mühüm hadisəni - 1948-ci ildə U.Şokli, U.Brattain və C.Bardin tərəfindən tranzistorun gücləndirici xüsusiyyətlərinin kəşfini qeyd etmək olar.

Hazırda monokristalların xassələrini və strukturunu təsvir etmək üçün işlənmiş bərk cisimlərin üsulları və nəzəriyyəsi yeni materialların əldə edilməsi və öyrənilməsi üçün geniş istifadə olunur: kompozitlər və nanostrukturlar, kvazikristallar və amorf cisimlər. Bərk cisimlər fizikası yüksək temperaturlu superkeçiricilik, nəhəng maqnit müqaviməti və bir çox digər perspektivli müasir elm tutumlu texnologiyaların tədqiqi üçün əsasdır.
Kateqoriya:Bərk cisimlər fizikası